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为提高球面激光直写图形线宽均匀度，提出了球面激光直写四轴同心结构和同心扫描光学系统的方案。这种方案使得激光束经水平轴、垂直轴、光轴和工件中心轴相交于球心，经球心反射镜反射到球面工件表面上，形成激光曝光光斑。采用微小离焦探测和复合闭环控制的自动调焦技术与计算机并行工作的控制方法，确保了球面工件以垂直轴为轴心沿水平方向精密匀速旋转：激光笔绕水平轴以俯仰弧形轨迹移动且精准定位；激光束经写入物镜和调焦系统始终以圆形光点聚焦在球面上，实现了对球面任意纬度连续激光直写线条精度的可靠控制。原子力显微镜检测分析结果表明，